技术文章您的位置:网站首页 >技术文章>美国AII,美国Teledyne氧分析仪测量原理
美国AII,美国Teledyne氧分析仪测量原理
更新更新时间:2021-03-09   点击次数:1482次

燃料电池是指原电池中的一种类型。原电池式氧分析仪中的电化学反应可以自发地进行,不需要外部供电,其综合反应是气样中的氧和阳极发生氧化反应,反应的结果生成阳极氧化物,这种反应类似于氧的燃料反应,所以这类原电池也称为“燃料电池”,以便与其他类型的原电池相区别,安装有这类原电池的分析仪,我们称之为燃料电池分析仪。由于阳极在反应中不断消耗,因而电池需要定期更换。

 

常见的化学燃料电池结构图(酸性)

1—FEP制成的氧扩散膜;2—电解液(乙酸);3—用于温度补偿的热敏电阻和负载电阻;4—外电路信号输出;5—石墨阳极;6—金阳极

燃料电池式氧分析仪,既可以测量微量氧,也可以测量常量氧。若需要测量常量氧,其测量测量精度和长期使用的稳定性肯定不如顺磁氧效果好,且电池的寿命因与氧浓度有关,所以测量常量氧,其寿命也较短。因此,它测量常量只适合一般要求不高的场合。而测量微量氧,则是这类仪器的优势所在,它测量微量氧的下限为PPM级,而顺磁氧为:0.1%(1000PPM)O2,精度高的顺磁氧也只能达到0.01%(100PPM)O2。

过去,燃料电池的电解质均采用电解液,近20年来,由于固体(糊状)电解质应用于燃料电池,为了便于区分,我们将前者称之为液体燃料电池,后者称之为固体燃料电池。两者相比,固体燃料电池比液体燃料电池有一定的优越性,但固体能否取代液体,尚难预料!

在液体燃料电池中,我们根据燃料电池的性质,又将液体燃料电池分为碱性燃料电池和酸性燃料电池。

5.1碱性液体燃料电池氧传感器

碱性液体燃料电池由银电极+铅电极+KOH碱性电解液组成,适合于一般场合,既可测微量氧,也可测常量氧。当样品气中含有酸性成分(如CO2、H2S、CL2、SO2、NOX等)时,会与碱性电解液起中和反应并对银电极有腐蚀作用,造成电解池性能的衰变,出现响应时间变慢、灵敏度降低等现象,因此它不适合酸性成分的气体测量。

 

碱性液体燃料电池的结构和工作原理图

上图为一款Teledyne公司的碱性液体燃料电池氧传感器的原理结构。它是由银电极+铅电极+KOH碱性电解液组成,接触金属片作为电极引线分别与阴极和阳极相连,电解液通过上表面阴极的众多圆孔外溢形成薄薄的一层电解质,电解质薄层的上面覆盖了一张可以渗透气体的聚四氟乙烯(PTFE)膜。

样品气经过渗透膜进入薄层电解质,气样中的氧在电池中进行下述电化学反应:

银阴极:O2+2H2O+4e-→4OH-

   铅阳极:2Pb+4OH-→2PbO+2H2O+4e-

   电池综合反应:O2+2Pb→2PbO

此反应是不可逆的,OH-离子流产生的电流与样品气中的氧的浓度成比例。在没有氧存在时,不会发生反应,也不会产生电流,传感器优良零点。阳极的铅(Pb)在反应中不断变成氧化铅,直到铅电极耗尽为止,就象某些燃料被氧化烧尽一样。

网站首页 关于我们 新闻中心 产品中心 联系我们
备案号:粤ICP备17113457号   GoogleSitemap   技术支持:化工仪器网 管理登陆
© 2018 广州北泽仪器科技有限公司版权所有 总访问量:218592